Предварительный обжиг цинковых концентратов для дистилляционного процесса
Конрольная работа
по дисциплине: «Металлургия тяжелых металлов»
на тему: «Предварительный обжиг
цинковых концентратов для дистилляционного процесса»
Выполнил: студент гр
Челябинск
2009 год
На цинковом дистилляционном заводе подвергают предварительному обжигу концентрат такого состава (в мас.%):
Таблица 1. Химический состав концентрата
| Zn | Pb | Cu | Fe | S | Cd | SiO2 | CaO | MgO | Прочие |
| 52,5 | 2,5 | 1,7 | 5,8 | 31,9 | 0,5 | 2,1 | 0,6 | 0,9 | 1,5 |
Требуется рассчитать:
1. Рациональный состав сырого (необожжённого) концентрата;
2. Количество обожжённого цинкового концентрата, а также его химический и рациональный состав;
3. Количество воздуха, необходимого для предварительного обжига концентрата до порошка;
4. Количество и состав обжиговых газов;
5. Материальный баланс обжига;
6. Тепловой баланс обжига.
Подсчитаем рациональный состав сырого концентрата, полагая, что металлы в нём находятся в виде следующих соединений: Zn в виде ZnS; Pb-PbS; Cu-CuFeS2; Cd-CdS; Fe-FeS2 и Fe7S8 ;CaO-CaCO3и Mg-MgCO3. Расчёт ведём на 100 кг концентрата.
Количество жидкого минерала по элементам, входящим в этот минерал, рассчитывают по соотношениям атомных масс. Приведём примеры расчетов.
Количество ZnS (сфалерит) на 100 кг концентрата:
65,4 кгZn требуют 32 кг S (по молекулярным массам)
52,5 кг Zn- xкг S;
x s =(52,5•32)/65,4=25,69 кг , m ZnS =78,19 кг.
Количество PbS (галенит) на 100 кг концентрата:
207,2 кгPb требуют 32 кг S
2,5 кг Pb- x кг S;
x S =(2,5•32)/207,2=0,39 кг , m PbS =2,89 кг .
Количество CuFeS2 (халькопирит) на 100 кг концентрата:
183,4 кгCuFeS2 содержат 63,6 кг Cu
x кг CuFeS2 - 1,7 кг Cu;
x CuFeS 2 =(183,4•1,7)/63,6=4,9 кг .
В халькопирите содержится серы:
183,4 кгCuFeS2 содержат 64 кг S
4,9 кг CuFeS2 - x кг S;
x S =(4,9•64)/183,4=1,71 кг .
В CdS содержится серы:
116,36 кгCdS содержат 32 кг S
0,5 кгCd содержат x кг S;
x S =(32•0,5)/116,36=0,14 кг.
Количество железа в халькопирите:
183,4 кгCuFeS2 содержат 55,8 кг Fe
4,9 кг CuFeS2 - x кг Fe;
x Fe =(4,9•55,8)/183,4=1,49 кг .
Согласно расчёту требуется серы для образования, кг:
ZnS-25,69;
PbS-0,39;
CuFeS2 -1,71;
CdS-0,14
Итого: 27,93.
Остальная часть серы в количестве 31,9-27,93=3,97 кг будут связана с железом в виде FeS2 (пирит) и Fe7S8 (пирротин). Для этих соединений осталось железа 5,8-1,49=4,31 кг.
Примем, что с пиритом связано «а» кг железа, тогда с пирротином (4,31-а) кг железа. Если количество серы в пирите «b» кг, то в пирротине (3,97-b) кг серы. Составляем два следующих уравнения:
для пирита:
55,8 кгFe требуют 64 кг S
акг Fe - b кг S;
x =b=(64•a)/55,8=1,147a
для пирротина:
(55,8•7) кг Fe требуют (32•8) кг S
(4,31-а) кг Fe- (3,97-b) кг S.
Отсюда, (3,97-1,147а)=(4,31-а)•0,655;
а=2,33 кг;
b=2,67 кг.
Количество FeS2 =2,33+2,67=5 кг;
Количество Fe7 S8 =(4,31-2,33)+(3,97-2,67)=3,28 кг.
Количество CaCO3 :
56,1 кгCaO требуют 44,0 кг CO
0,6 кг CaO- x кг CO;
x СО 2 =(0,6•44)/56,1=0,47 кг ,
m С aCO 3 = 0,6+0,47=1,07 кг .
Количество MgCO3 :
40,3 кгMgO требуют 44,0 кг CO2
0,9 кг MgO- x кг CO;
x CO 2 =(0,9•44)/40,3=0,98 кг ,
m MgCO 3 =0,9+0,98=1,88 кг.
Данные по рациональному составу сырого концентрата приведены в табл.2.
Таблица 2.
Рациональный состав сырого цинкового концентрата, %
| Соединение | Zn | Pb | Cu | Cd | Fe | S | CaO | MgO | CO2 | SiO2 | Прочие | Всего |
| ZnS | 52,5 | 25,69 | 78,19 | |||||||||
| PbS | 2,5 | 0,39 | 2,89 | |||||||||
| CuFeS2 | 1,7 | 1,49 | 1,71 | 4,90 | ||||||||
| CdS | 0,5 | 0,14 | 0,64 | |||||||||
| FeS2 | 2,33 | 2,67 | 5,00 | |||||||||
| Fe7 S8 | 1,98 | 1,30 | 3,28 | |||||||||
| CaCO3 | 0,6 | 0,47 | 1,07 | |||||||||
| MgCO3 | 0,9 |